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24.10.2016
Focused Ion Beam-Technik (FIB): Mikro- und Nanoanalyse in Geowissenschaft und angewandter Mineralogie
Richard Wirth
Kurzfassung

In jüngster Zeit wurde die FIB-Methode zur Präparation geologischer Festkörperproben sowohl zur Analyse mit dem TEM als auch als Instrument zur Mikro-Materialbearbeitung von Materialien wie Diamanten erfolgreich eingesetzt. FIB ermöglicht die Präparation von TEM-Folien von einer bestimmten Probenstelle. TEM-Folien mit den Abmessungen 20 × 10 × 0.150 Mikrometer können durch einen Ga-Ionenstrahl aus nahezu jeder Probe geschnitten werden. In einem voll automatisierten Prozess dauert die Präparation einer TEM-Folie mit ähnlichen Abmessungen etwa 4 Stunden, was erheblich schneller ist als beim konventionellen Argon-Ionendünnen. Es bietet die einzigartige Möglichkeit einer zielgenauen TEM-Folienpräparation, was eine TEM-Untersuchungen von mineralischen Einschlüssen im Submikronbereich in Mantelmineralien wie Diamant, Granat oder Olivin ermöglicht und so Einblicke in Druck-Temperatur-Bedingungen und die chemische Zusammensetzung des Erdmantels während der Bildung der Minerale liefert. Seit mehr als zwei Jahren wird am GFZ Potsdam ein FEI-FIB 200-Gerät betrieben, TEM-Folien vieler gesteinsbildender Minerale wie Olivin, Granat, Pyroxen, Amphibol, Quarz, Apatit oder Glas, Metalle, keramisches Material und sogar Mikrofossilien wurden erfolgreich präpariert und danach im TEM untersucht. Das erste Auffinden von Diamantaggregaten im Nanometerbereich in Schmelzeinschlüssen in einem Silikatmineral (Pyroxen) in Mantelxenolithen von hawaianischer Lava gibt Einblick in das enorme Potenzial dieser Technik. Eine weitere neuartige Anwendung der FIB-Technik in den Geowissenschaften ist die Mikrobearbeitung von Diamanten, die bei Hochdruck-Diamant-Stempelpressen (DAC - diamond anvil cells) eingesetzt werden.

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Richard Wirth (2005). Focused Ion Beam (FIB): Applications in Micro- and Nanoanalysis in Geosciences and Applied Mineralogy. Practical Metallography: Vol. 42, No. 4, pp. 188-205. doi: 10.3139/147.100258© Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG ISSN 0032-678X

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